Der Kohlenstoff im Boden

Die Bedeutung der Böden im globalen Kohlenstoffhaushalt

Der Kohlenstoff (С) – ist der aktive Luft- und Wassermigrant, der in der Biosphäre die Vielheit der organischen und mineralischen Vereinigungen (СО₂, СН₄, C₂H₄, С₂Н₆, СО u.a.) und ihre Ableitungen bildet. Er ist auch als der Karbonate und der Hydrokarbonate bekannt. Er ist ein Hauptelement des organischen Stoffes.

Der Inhalt des Kohlenstoffes in der Atmosphäre beträgt 0,03 %, dieser Wert wächst jedoch zurzeit auf 0,035 %. In der Erdrinde sind es– 0,023 % und in den Böden – 2 %. In der Biosphäre unterscheidet sich der Inhalt je nach dem Umfang: die reinen Kalksteine – 12 %, der lebendige Stoff – 18, das Holz – 50%, die Steinkohle – 80 %, das Erdöl – 85 %.

Die Hauptquelle des Kohlenstoffes für die lebendigen Organismen ist die Erdatmosphäre. Hier ist das vorliegende Element in Form vom Kohlendioxid (das kohlensaure Gas des СО₂) anwesend. Die Masse dieses Stoffes in der Atmosphäre wird als 4 · 10¹¹ t definiert.

Ein weiterer Überträger des Kohlenstoffes ist das Methan. Seine Masse in der Atmosphäre ist nicht wenig– etwa 5 · 10⁹ t. Das Ausfließen des Methans von der Atmosphäre in die Stratosphäre erfolgt weiter im kosmischen Raum. Außerdem verausgabt sich das Methan als Folge der fotochemischen Reaktionen. Die Dauer der Molekülexistenzen des Methans in der Atmosphäre betragen durchschnittlich 5 Jahre.

Der Kohlenstoff in Vereinigung mit dem Wasserstoff und anderen Elementen ist eines der Hauptkomponenten der Käfige der Pflanzen und der Tiere. Zum Beispiel, im menschlichen Organismus bildet er etwa 18 % der Massen des Körpers.

Der Kohlenstoff im Boden

Der Boden ist einer der Hauptbehälter des Kohlendioxids in der Biosphäre. Die Böden nehmen am Gleichgewicht des СО₂, СН₄ teil, sie verbinden sich in verschiedenen Formen oder tragen im Gegenteil zur Befreiung in die Atmosphäre bei. So spielt die Bodendecke, die größte Rolle im gas-atmosphärischen Regime des Planeten.

Die Hauptquelle des Kohlenstoffes im Boden – ist der Eingang der organischen Reste, hauptsächlich der Reste der Pflanzen. Die Zerlegung lässt sie zur Bildung des Humus und der Absonderung des CO₂ bringen.

Einer der Hauptbestandteile der Bodenluft ist das Kohlendioxid. Wesentlich unterscheidet sich die Bodenluft vom Atmosphärischen darin, dass in ihr 10-100 mal mehr des CO2 enthalten ist. Es ist damit verbunden, dass der Boden reich an Sauerstoff (21 %) ist, die atmosphärische Luft absorbiert und somit das СО2 enthält. Deshalb kann man den Gasaustausch zwischen dem Boden und der Atmosphäre als "die Atmung" des Bodens nennen. Je nach der Menge des enthaltenen СО₂ kann man Informationen über die biologische Aktivität des Bodens geben. Je intensiver sie die biologischen Prozesse im Boden wählt, desto grösser ist der СО₂ Gehalt. Bei den identischen Bedingungen (die Temperatur, die Feuchtigkeit) wird es wie folgt gegliedert: je höher der Inhalt des organischen Stoffes im Boden ist, desto grösser ist der Gehalte des СО₂, der gewählt wird.

Das Kohlendioxid übernimmt die unmittelbare Teilnahme an den Prozessen der Verwitterung- Bodenbildung. Das Kohlendioxid ist ein wichtiger Faktor der chemischen Verwitterung der Gesteine und der Mineralien (zum Beispiel, die Karbonate gehen in die Bicarbonate über u.ä.), beeinflusst den Säuregehalt-Alkalinität der Bodenlösung, vergrößert die Lösbarkeit der Phosphate und verstärkt die Mobilisierung der nahrhaften Elemente, d.h. ihren Übergang in den für die Pflanzen zugänglichen Zustand.

Noch eine Quelle des Kohlenstoffes sind – die Gase, die aus den Tiefschichten der Erdrinde kommen. Der Kohlenwasserstoff, der sich im Prozess der Metamorphose der Sedimentgesteine bildet, ist in den Tiefgasen ständig anwesend. Die Bodenmikroflora spielt in der Regulierung der Absonderung aus dem Boden dieser Gase eine sehr wichtige Rolle. Der ständige Strom des zerstreuten Kohlenwasserstoffs wird von den aeroben Bakterien, die diese Gase oxidieren aufgefangen. Die Lebenstätigkeit der aeroben Bakterien gewährleistet in der bodennahen Luft die Abwesenheit solchen Kohlenwasserstoffs, wie das Propan und das Heptan, die aktiv vom Öl-und Gasvorkommen diffundieren. Das Anwachsen des Kohlenwasserstoffs in die Bodenluft wird von der Vergrößerung der Anzahl der Bakterien, die den Kohlenwasserstoff oxidieren begleitet. Diese Tatsache wird als Merkmal für die Suche des Öl-und Gasvorkommens (die sogenannten mikrobiologischen Methoden des Suchens) verwendet.

So ist im Boden der eigentliche biogeochemische Filter — das bakterielle System, das die Atmosphäre vor dem Eingang des zerstreuten Kohlenwasserstoffs schützt.